CH710325B1 - Cadran de montre et montre équipée d'un tel cadran. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un cadran de montre comportant un substrat (2) revêtu, au moins en partie, d’un film de diamant polycristallin (1) permettant d’obtenir des effets esthétiques originaux et surprenants. L’invention concerne également une montre équipée d’un tel cadran.

Description

Description

Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie et concerne, plus particulièrement, un cadran de montre. L’invention concerne également une montre équipée d’un ou de plusieurs cadrans selon l’invention.

Etat de la technique [0002] L’utilisation de couches minces PVD ou CVD (Physical Vapour Déposition ou Chemical Vapour Déposition) décoratives colorées pour des cadrans de montre est connue. Il s’agit en général de revêtir un substrat d’une couche de métal, de céramique ou de carbone amorphe de quelques microns d’épaisseur pour lui conférer des propriétés décoratives qui peuvent par exemple être liées à une couleur, une texture ou un effet quelconque propre à la matière qui est déposée.

[0003] Pour donner un aspect scintillant à un cadran, il est possible d’y inclure des éléments décoratifs brillants, tels que des diamants naturels taillés. Dans ce cas, les diamants utilisés sont inclus, par exemple par sertissage ou toute autre technique équivalente, dans un cadran réalisé dans une matière autre que du diamant et/ou revêtue d’une couche mince d’une matière autre que le diamant. Dans ce cas, seules des parties du cadran peuvent simplement être scintillantes.

[0004] La présente invention a pour but de proposer un cadran offrant un effet scintillant ou des effets de couleur d’un genre nouveau et un aspect original.

Divulgation de l’invention [0005] De façon plus précise, la présente invention concerne un cadran de montre comportant un substrat revêtu, au moins en partie, d’un film de diamant polycristallin.

[0006] Dans une première variante, ce film de diamant polycristallin présente une épaisseur comprise entre 0.1 et 2 millimètres.

[0007] Dans une deuxième variante, ce film présente une épaisseur comprise entre 0.05 et 100 micromètres.

[0008] Le substrat est réalisé dans un matériau choisi parmi les matériaux suivants; silicium et composés à base de silicium, diamant, métaux réfractaires et dérivés, métaux de transition et dérivés, aciers inoxydables, alliages à base de titane, superalliages, carbures cémentés, polymères, céramiques, verres, oxydes, silice fondue, alumine, semi-conducteurs des colonnes lll-V ou ll-VI de la classification périodique.

[0009] De manière avantageuse, le substrat comporte une structure visible par transparence au travers de la couche de diamant.

[0010] La présente invention concerne également une montre munie d’un ou plusieurs cadrans fabriqués à partir de films de diamant tels que mentionnés ci-dessus, produits par une méthode CVD.

[0011] Le diamant est un matériau qui peut être synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sur différents types de substrats et sur de larges surfaces.

[0012] Dans sa forme polycristalline, le diamant croit généralement selon une structure colonnaire et la taille des grains de diamant augmente progressivement avec l’augmentation de l’épaisseur du film. Pour des couches de diamant épaisses (> 100 pm), la taille importante des grains de diamant fait que la surface du matériau prend un aspect gris scintillant, de plus en plus scintillant avec l’augmentation de l’épaisseur de la couche. Pour des couches de diamant très fines (< 1 pm), la grande transparence dans le visible du diamant fait que la surface du matériau revêtu peut prendre quasiment toutes nuances des couleurs de l’arc en ciel par effet interférentiel de la lumière.

[0013] Ainsi, l’utilisation de couches minces de diamant produites par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) dans des cadrans de montre, permet d’obtenir des effets esthétiques particulièrement originaux.

Brève description des dessins [0014] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel: la fig. 1 représente schématiquement la synthèse d’une couche de diamant sur un substrat et son utilisa tion comme élément de base d’un cadran de montre, les fig. 2, 3 et 4, représentent des exemples particuliers d’utilisation de couches de diamant sur un substrat destinées à être utilisées en tant que cadran de montre.

Mode de réalisation de l’invention [0015] De nombreux matériaux ont été utilisés dans leur version massive ou en couches minces pour fabriquer des cadrans de montres destinés au segment de la haute horlogerie.

[0016] La recherche de nouvelles solutions pour l’horlogerie haut de gamme a révélé que l’utilisation de couches de diamant produites par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est particulièrement intéressante à la constitution de cadrans de montres esthétiques aux propriétés variées destinées à des montres des segments de haut de gamme.

[0017] Selon un premier aspect de l’invention, ces couches de diamant sont polycristallines et déposées sur un substrat. Elles sont dans ce cas obtenues par dépôt chimique en phase vapeur avec une activation de la phase gazeuse qui peut être réalisée par plasma microonde, filament chaud ou tout autre mode d’activation, par croissance du film de diamant sur un substrat pouvant être de natures variées, après que celui-ci ait été ensemencé à l’aide de particules nanométriques de diamant.

[0018] La croissance de ce type de couches sur leur substrat est suivie des nécessaires opérations de découpes et d’éventuels polissages et autres post-traitements permettant d’obtenir une pièce de forme et dimensions parfaitement adaptées à son utilisation en tant que cadran de montre. Cette étape de mise aux dimensions est par exemple réalisée par usinage laser.

[0019] La présente invention a également pour objet une montre comportant au moins un cadran qui est constitué entièrement ou partiellement d’une couche de diamant polycristallin synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur et déposée sur un substrat tel que mentionné ci-dessus.

[0020] En mettant en oeuvre l’invention, on peut ainsi fabriquer un cadran A en synthétisant une couche de diamant polycristallin 1 sur un substrat plan 2 tel que proposé à la fig. 1. Un tel substrat peut être réalisé en un matériau choisi parmi les matériaux suivants: silicium et composés à base de silicium, diamant, métaux réfractaires et dérivés, métaux de transition et dérivés, aciers inoxydables, alliages à base de titane, superalliages, carbures cémentés, polymères, céramiques, verres, oxydes (silice fondue, alumine), semi-conducteurs des colonnes lll-V ou H-VI de la classification périodique. Le substrat peut également comporter une base réalisée en un matériau quelconque, revêtue d’une couche mince des matériaux précédemment cités qui définit le substrat pour le dépôt de diamant.

[0021] La couche de diamant peut-être de structure microcristalline et son épaisseur supérieure à 100 pm.

[0022] Selon un premier exemple particulier représenté sur la fig. 2, le substrat 2 présente une épaisseur de 500 pm et est en silicium, monocristallin, de forme circulaire plane, ensemencé par une méthode de l’état de l’art et sans aucun prétraitement additionnel ou dépôt préalable.

[0023] Une couche de 1mm de diamant polycristallin 1 a été déposée en utilisant une méthode de dépôt chimique en phase vapeur assistée par plasma microonde au moyen d’une installation prévue à cet effet.

[0024] La couleur du dépôt est grise et elle présente un aspect scintillant lié à la présence de grain de diamants de taille importante. Dans ce cas, la taille des grains de diamant présents dans la couche est typiquement comprise entre 50 et 150 pm, de l’ordre de 100 pm.

[0025] Le cadran ainsi obtenu peut être mis en forme et monté sur un mouvement de manière connue.

[0026] Dans une variante supplémentaire, on peut également effectuer un dépôt de diamant polycristallin ayant une épaisseur comprise en 0.01 pm et 100 pm, sur un substrat composé d’un des matériaux décrits précédemment.

[0027] Du fait de l’indice de réfraction de la lumière très élevé du diamant, les couleurs des couches produites pourront être très différentes selon l’épaisseur de la couche. Pour les couches très minces, une différence de seulement une dizaine de nanomètres suffit à faire changer la couleur de la couche de diamant. Cette couche peut prendre quasiment toutes les couleurs de l’arc-en-ciet (bleu, jaune, vert, rose, etc.), en fonction de l’épaisseur de ladite couche.

[0028] Ainsi, selon un second exemple, le substrat 2 tel que représenté sur la fig. 3 est en silicium, monocristallin, parfaitement poli, ensemencé à l’aide de nanodiamant par une méthode de l’état de l’art et sans aucun prétraitement additionnel ou dépôt préalable.

[0029] Une couche de 80 nm de diamant polycristallin 1 a été déposée en utilisant une méthode de dépôt chimique en phase vapeur assistée par filament chaud au moyen d’une installation prévue à cet effet.

[0030] La couleur du dépôt est un bleu profond et il présente un aspect lisse et très brillant lié à la finesse de la couche de diamant, à la taille très petite des grains de diamant et à l’aspect «poli miroir» du substrat en silicium. Dans ce cas, la taille des grains de diamant présents dans la couche est de l’ordre de 20 nm.

[0031] Des disques 3 sont ensuite découpés par usinage laser dans le substrat revêtu du film de diamant. Cette opération de découpe permet d’éliminer les légères variations de couleur de la couche observées sur les bords du substrat qui sont dues à d’infimes différences d’épaisseur de la couche mince (quelques nm) mises en évidence par le très fort indice de réfraction de la lumière du diamant.

[0032] Le cadran ainsi obtenu peut être mis en forme et monté sur un mouvement de manière connue.

[0033] On peut également effectuer un dépôt de diamant polycristallin d’une épaisseur comprise en 0.01 pm et 5 pm sur une pièce qui présente des structures internes visibles, ou des microstructures à sa surface, telle que proposée à la fig. 4a.

[0034] Les particularités morphologiques internes de la matière qui constitue la pièce, peuvent alors être visibles par transparence au travers de la couche de diamant et produisent ainsi un aspect esthétique.

Claims (6)

1. [0035] Des microstructures organisées, localisées à la surface de la matière peuvent par exemple, après avoir été revêtues par une fine couche de diamant de quelques dizaines de nanomètres à quelques micromètres, produire des effets visuels holographiques et esthétiques. [0036] Selon un troisième exemple, le substrat 2 tel que représenté sur la fig. 4b est en silicium polycristallin présentant une rugosité moyenne de surface contrôlée de l’ordre de 0.3 pm, par exemple de forme carrée plane, ensemencé à l’aide de nanodiamant par une méthode de l’état de l’art et sans aucun prétraitement additionnel ou dépôt préalable. [0037] Une couche 1 de 1 pm de diamant polycristallin fortement dopé au bore a été déposée en utilisant la méthode de dépôt chimique en phase vapeur assistée par filament chaud au moyen d’une installation prévue à cet effet. [0038] La couleur du dépôt est un gris anthracite et il présente un aspect mat. Au travers de la couche de diamant, la structure sous-jacente polycristalline du substrat en silicium est visible et elle confère à la pièce un aspect esthétique original lié entre autre au fait que la structure qui apparaît au travers de la couche de diamant est unique, du fait de sa cristallisation aléatoire. Dans ce cas, la taille des grains de diamant présents dans la couche est quand à elle de l’ordre de 0.3 pm. [0039] Le cadran ainsi obtenu peut être mis en forme et monté sur un mouvement de manière connue. [0040] Dans le cas du cadran A, la forme est circulaire, mais le cadran peut bien entendu prendre toute forme parallélépipédique ou libre, ainsi qu’être éventuellement non plan, par exemple bombé ou creux, ou encore une combinaison de ces variantes. [0041] Bien que la présente invention ait été décrite plutôt en relation avec quelques exemples particuliers de cadrans A utilisant une couche de diamant produit par CVD, elle n’est pas limitée auxdits exemples et elle est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre défini dans les revendications. Par exemple, les cadrans de montres réalisés selon l’invention pourraient être de formes plus complexes, ou comporter par exemple, mais de façon non limitative, toutes sortes de pièces rapportées, gravures, dépôts de matières en couches minces, etc. représentant par exemple mais de façon non limitative des chiffres, lettres, symboles, dessins ou autres. De même, les cadrans A peuvent contenir ou supporter tous types de cadrans miniatures, aiguilles, fenêtre de date, ou tout autre dispositif ou mécanisme. [0042] L’épaisseur totale du cadran A selon l’invention sera en général comprise entre 0,1 et 5 mm. Revendications

   1. Cadran de montre comportant un substrat revêtu, au moins en partie, d’un film de diamant polycristallin.
2. 2. Cadran de montre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit film de diamant polycristallin présente une épaisseur comprise entre 0.1 et 2 millimètres.
3. 3. Cadran de montre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit film présente une épaisseur comprise entre 0.05 et 100 micromètres.
4. 4. Cadran de montre selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat est réalisé dans un matériau choisi parmi les matériaux suivants: silicium et composés à base de silicium, diamant, métaux réfractaires et dérivés, métaux de transition et dérivés, aciers inoxydables, alliages à base de titane, superalliages, carbures cémentés, polymères, céramiques, verres, oxydes, silice fondue, alumine, semi-conducteurs des colonnes lll-V ou ll-VI de la classification périodique.
5. 5. Cadran de montre selon l’une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le substrat comporte une structure visible par transparence au travers du film de diamant.
6. 6. Montre, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins un cadran selon l’une des revendications 1 à 5.